(선문대) A+ 받은 재료기초실험Ⅱ 중간실험레포트

소개글

(선문대) A+ 받은 재료기초실험Ⅱ 중간실험레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적 -------------------------------------------------- 2



2. 이론적 배경 ---------------------------------------------- 2~6



3. 실험방법 ----------------------------------------------- 7~10



4. 실험결과 및 고찰 ---------------------------------------- 10~13



5. 결론 ------------------------------------------------- 13~14



6. 참고문헌 ------------------------------------------------- 14

본문내용

on)
공정 반응(共晶反應)은 A와 B, 두 개의 금속이 용융되어 있을 때는 균일한 액상을 형성하고 있으나, 일정 온도(공정선)을 기준으로 응고 시, 동시에 각각 다른 성분 의 2가지 상으로 분리, 정출되는 반응을 말한다.
L → A + B or L → a + b (A+B의 경우 전율고용이며, a+b인 경우 고용한이 있는 경우이다)
여기서 액상은 오스테나이트와 시멘타이트로 변화한다.
13) 비커스 경도계
비커스 경도계는 하중을 가하는 캠 장치와 압입 자국을 측정하는 현미경 부분으로 되어 있으며 자동형과 수동형으로 구분할 수 있다.
(1)자동형
시험하중을 자동으로 작용하고 경도값의 최대 최소의 적합성 판정 기능과 브리넬 경도로 환산할 수 있는 기능을 가진다.
(2)수동형
수동형으로써 하중을 일정 시간 유지시키는 데 필요한 캠과 캠 복귀 장치를 이용 하여 레버를 움직이는 추에 의하여 다이아몬드 압자에 하중축을 전달하는 구조이 다. 접촉감지기 은 압자와 시료의 접촉상태를 감지하는 기능이며 하중을 일정 시 간 유지 및 제거조작을 연속으로 할 수 있는 기구로 오일 탬퍼가 부착되어 있다. 시험편을 지지하는 앤빌과 테이블위에 계측 현미경으로 자국의 대각선을 측정하 기 위하여 테이블 상하 조정핸들이 있다. 시험기에 부착되어 있는 계측현미경은 0.001 [㎜] 또는 0.0025 [㎜]까지 측정한다.
14) Cu-Sn 합금의 응고과정에 있어 겉보기 점도의 변화
3. 실험방법
1) 실험시료 준비
-Cu와 Sn조각을 준비한다.
2) 조성에 맞게 잘라내기
-Cu덩어리와 Sn덩어리를 조성에 맞게 잘라내고 산화피막을 벗겨준다.
(Cu-6.7532 [g], Sn-3.2524 [g], 32.5 [wt%])
(산화피막이 있을시 융점이 높아져 합금 제조 시 잘 섞이지 않는다.)
3) 아크멜팅기로 합금 만들기
(1)Cu-6.7532 [g], Sn-3.2524 [g]를 아크멜팅기에 넣는다.
-아크멜팅기 사용 전 Ta넣어서 실험해본다. 실패 시 광택이 없어진다.
-아크멜팅 전 기계 안을 진공상태로 만드는 이유는 산소가 있을 때 아크빔을 쏘 게 되면 산소랑 반응하여 산화피막이 생겨 완벽하게 금속이 녹지 않기 때문이다.
(2)진공 상태를 만든 후 아르곤가스를 투입한다.
-대기압→저진공(로터리펌프 사용)→고진공(확산펌프 사용)
(3)Cu-Sn합금을 만든다.
4) Mounting용액 안에 Cu-Sn합금을 넣고 굳힌다.
(1)몰드 안에 Cu-Sn합금을 놓고 아크릴파우더 반 스푼+아크릴용액 10 [ml]를 넣고 면봉으로 젓는다. (열 발생→딱딱하게 굳음)
5) Polishing
(1)#800사포로 ↑방향으로 Polishing 한다.
(2)#1000사포로 →방향으로 Polishing 한다.
(3)#1500사포로 ↓방향으로 Polishing 한다.
(4)#2000사포로 ←방향으로 Polishing 한다.
6) Final Polishing
1)폴리셔로 #800과 같은 ↑방향으로 Polishing 한다.
(폴리셔에 1 [μm] Polycrystalline Diamond Suspension을 뿌려준다.)
7) 경도관찰
-비커스 경도계를 사용하여 Cu-Sn합금의 경도를 측정·관찰한다.
(1)스탠다드 샘플로 경도계 수치 파악 후 경도계 사용(움직이기 않게 위치고정)
(2)경도계를 내리면서 시편의 초점을 잡아준다.
(3)경도를 찍고 선을 맞춰준다.
(4)위아래로 맞춰준다.
(5)거리1, 거리2, 경도 읽어준다.(3회반복-평균값계산)
8) 에칭(etching)
(1)비커에 에탄올5 [ml]를 먼저 넣는다.
(2)질산 5 [ml]를 조금씩 넣는다.
(3)면봉을 이용하여 조직 관찰할 부분에 펴 발라준다.
(4)그 부분이 하얗게 일어나는 순간 알코올을 사용하여 나이탈 용액(에탄올 5 [ml]+질산5 [ml])이 묻은 부분을 씻어준다.
(5)와이퍼를 이용하여 닦아준다.
9) 미세구조 관찰
-광학 현미경을 사용하여 미세구조를 관찰한다.
(X100, X200, X500, X1000)
4. 실험결과 및 고찰
4-1 실험결과
1) 조별 주석 함유량
1조
2조
3조
4조
5조
주석 함유량[%]
15.8
22
24.6
25.5
33.6
2) 조별 경도값 결과
1조
2조
3조
4조
5조
평균 경도값[Hv]
382.5
412.96
424.7
447.6
501.2
4) 조별 에칭시간
1조
2조
3조
4조
5조
에칭시간[초]
110
88
38
28
110
1조
x200
x200
5) 조별 미세구조 관찰결과
x500
x500
x1000
x1000
2조
x200
x500
x1000
3조
x200
x500
x1000
4조
x200
x500
x1000
5조
x200
x500
x1000
4-2 고찰
1) 5조의 처음 목표 조성은
Cu-6.7532 [g], 67.5 [%]
Sn-3.2524 [g], 32.5 [%] 이었다.
하지만 멜팅 과정에서 Cu의 함량이 0.3256 [g] 줄어들었기 때문에 실제 조성은
Cu-6.4276 [g], 66.4 [%]
Sn-3.2524 [g], 33.6 [%] 로 Sn의 [%]가 증가 하였다.
이로 인해 Cu-Sn합금의 조성이 처음 목표와 달라졌으나 실험과정이나 결과에는 큰 영향을 끼치지 않았다.
2) 광학현미경으로 미세구조를 관찰할 때 x100로 촬영하지 않은 이유는 어떠한 상이 나왔다고 할 수 없을 정도로 지저분하게 나와 촬영하지 않았다.
3) Sn함유량이 많을수록 경도값이 증가하는 것을 알 수 있다.
5. 결론
1) Cu-Sn합금의 조성이 증가함에 따라 평균 경도값이 최대 501.2 [Hv]까지 증가 한다.
2) Cu-Sn합금에서 Sn의 함유량은 합금의 경도에 비례, 관여한다.
6. 참고문헌
[1] 日本金屬學會 주조응고/반도출판사/저자 홍준표 외/1997년/p.282-293
[2] 材料工學/원창출판사/저자 권호영 외/1997년/p.102-108
[3] 공학도를 위한 재료공학개론/반도출판사/저자 김일수 외/2000년/p.50-51
[4] 재료공학/기전연구사/저자 김암수/2007년/p.249-261
[5] 재료과학과 공학/McGraw-Hill(청문사)/William F. Smith(강원호 외 공역)/
1999년/p.478-484

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